A côté des communications électroniques et du positionnement (GPS, Galileo), l’observation de la Terre constitue un autre domaine clé des applications satellitaires. Gestion des ressources, aménagement du territoire, océan et littoral, qualité de l’air, risques naturels, changement climatique…, les utilisations sont variées et se multiplient au fur et à mesure de l’évolution des technologies et des systèmes d’analyses de données.
Aujourd’hui, sur les quelque 2000 satellites en orbite, près de 800 sont dédiés à l’observation et la surveillance de la Terre. Les données collectées sont de plusieurs types : données optiques, Lidar, radar et données micro-ondes passives. Elles sont principalement utilisées en imagerie, cartographie et télédétection.
Un peu d’histoire spatiale européenne
Le premier satellite d’observation de la Terre développé par l’Agence spatiale européenne, ERS (European Remote-Sensing Sat) a été lancé en 1991. Il livrait des informations sur la température de la surface des océans et les vents marins. En 1995, ERS-2 était équipé d’un capteur supplémentaire dédié à la surveillance de l’ozone atmosphérique. Puis EnviSat, lancé en 2002, a longtemps renseigné sur les interactions entre atmosphère, océans et terres émergées. C’est à cette époque qu’a été mis en place le programme européen d’observation GMES (Global Monitoring for Environment and Security) renommé depuis Copernicus (the European Earth Observation Programme).
Copernicus couvre six domaines majeurs – territoire, océans, atmosphère, climat, urgence, sécurité – à différentes échelles, du global au régional, voire au local, le tout grâce à sa double composante : spatiale (plusieurs séries de satellites Sentinel) et in-situ (bouées, avions…). Véritable tournant dans l’observation de la Terre, il bénéficie de l’amélioration constante des performances techniques des instruments d’observation et se caractérise par l’accessibilité des données obtenues (données ouvertes) avec, en plus, une couverture et une fréquence garanties. D’où le champ considérable de possibilités (technologies Big Data/Cloud, plate-forme d’accès aux données et de services, possibilité d’hybrider les données…).
Quelques exemples d’utilisation
En cas de crue, les applications satellitaires peuvent aider à établir son emprise et localiser les équipements détruits ou altérés. En matière de pollution, les mesures de composition chimique de l’atmosphère sont utiles pour les inventaires d’émissions. Les applications satellitaires sont également toujours plus précises dans des domaines comme la géolocalisation d’espèces marines, la surveillance des surpêches, la surveillance des algues sargasses aux Caraïbes, l’évaluation de l’humidité des sols et, plus largement, le suivi des ressources en eau à l’échelle mondiale (cf. mission SWOT pour l’océanographie et l’hydrologie). Elles peuvent aussi aider à la recherche d’un navire en difficulté et ce, pour un coût nettement moins élevé que si des moyens aériens étaient mobilisés. L’intérêt des applications satellitaires s’observe aussi dans le domaine des services liés à l’environnement à l’exemple de l’estimation du potentiel géothermique d’un secteur urbanisé (v. encadré).
Enfin, les applications satellitaires sont fondamentales dans la surveillance des dérèglements climatiques. C’est d’ailleurs grâce aux satellites que l’on a pu observer les hausses de température du globe et la hausse du niveau de la mer (cf. satellites altimétriques Topex-Poseidon, Jason puis Sentinel). Aujourd’hui, sur les 50 variables essentielles qui définissent le climat, 26 ne peuvent être observées que depuis l’espace. Ainsi par exemple, le dernier rapport du Giec (océans et cryosphère) se base sur des données altimétriques spatiales. De même, le suivi temporel du recul des glaciers se fait grâce aux données recueillies par Spot 6-7. En parallèle, le microsatellite Venus lancé en 2017 avec Israël fournit des éléments sur l’évolution ou régression des forêts, la fonte des glaces dans les régions polaires ou encore l’assèchement des rivières. D’autres projets sont en cours, notamment dans l’étude des GES (ex. : Microcarb qui servira à mesurer la répartition du CO2 et Merlin qui sera consacré aux émissions de méthane). Rappelons aussi le lancement, en juin 2019, de l’Observatoire spatial du climat (SCO) dont l’objet est de croiser les données de satellites avec des données régionales (in-situ) et des capacités de modélisation afin de mesurer les impacts du changement climatique (ex. : impact de la montée des océans, quantité d’eau disponible pour l’agriculture…) et ainsi fournir une aide à la décision.
Déjà un 2e Plan d’Applications Satellitaires en France
Vu l’intérêt de ces technologies pour la mise en œuvre des politiques publiques, le Commissariat général au développement durable a lancé en 2011 un Plan d’Applications Satellitaires afin d’obtenir des éléments clés dans quatre domaines prioritaires : l’observation globale de la Terre (ex. : pression sur les ressources rares, impacts sur la biodiversité, conséquences du CC), le développement durable des territoires (ex. : lutte contre l’artificialisation des espaces, protection de la biodiversité, démarches d’atténuation et d’adaptation), la gestion durable du littoral (ex. : cartographie, évaluation du risques de montée des eaux et du phénomène de surcote, anticipation d’implantation d’éoliennes ou d’hydroliennes) et la mobilité durable (optimisation des routes, gestion des flottes et du trafic, éco-conduite basée sur la radionavigation par satellite…). Ce premier PAS avait été lancé officiellement sur le tout premier Village Spatial organisé sur Pollutec autour de grands acteurs publics et privés du domaine (CNES, EADS, Thales, CLS, CE et le CETE du Sud Ouest) auxquels se sont joints au fil des ans Meteo France, IGN, Telespazio, Airbus Defence & Space et de jeunes entreprises comme Predict Services, expert dans la prévention des risques naturels ou Reuniwatt, leader de l’observation des nuages et du rayonnement solaire (v. encadré).
Désormais commun aux deux ministères (Transition écologique et solidaire et Cohésion des territoires) et en vue « d’améliorer la réalisation des missions de leurs services par le recours justifié à des applications satellitaires », le nouveau PAS 2018-2022 comprend vingt actions regroupées en sept projets majeurs : améliorer la connaissance des décideurs lors de la gestion des crises, anticiper le niveau de pollution atmosphérique, améliorer la sécurité des transports et leur efficacité, observer les milieux pour mieux protéger la faune et la flore, surveiller les changements climatiques, connaître l’environnement pour en apprécier les services, connaître l’évolution de l’occupation du sol pour mieux l’optimiser. Il comprend également des actions transversales dont celle de favoriser l’innovation et l’émergence de projets par le développement d’un écosystème de PME et TPE.
Une filière en plein essor
Travaux de recherche toujours plus poussés, solutions innovantes, diversification d’entreprises, émergence de startups, colloques spécialisés et journées techniques…, les choses accélèrent et c’est toute une filière qui se met en place. Nul doute que d’autres articles de ce blog reviendront sur ces sujets au cœur de l’actualité.
Les applis satellitaires au service des EnR : PV, géothermie…
La jeune société Reuniwatt utilise les images satellitaires pour prévoir la production photovoltaïque en infra-journalier, ce qui permet de mieux gérer les risques de déséquilibre du réseau électrique. En effet, lorsque des nuages passent au-dessus d’une centrale solaire, la production électrique peut chuter de 50% en quelques secondes. Il importe donc de pouvoir prendre les bonnes décisions pour utiliser tout le potentiel solaire sans mettre en péril la stabilité du réseau.
Autre exemple : une équipe internationale de chercheurs (dont le Cerema en France) a récemment mis au point une méthode d’estimation de la température du sous-sol grâce au traitement d’images satellitaires. Appliquée à la région parisienne, cette méthode a fait apparaître des îlots de chaleur souterrains qui seront particulièrement utiles pour optimiser l’exploitation du potentiel géothermique.
À noter : Conformément à la logique de partage mise en avant dans le PAS 2018-2022, le Cerema a lancé début novembre « Applisat« , le site de la communauté des utilisateurs d’applications satellitaires: www.applisat.fr
